Cho gia tốc trọng trường trên mặt đất là \(9,8m/{s^2}\), tính gia tốc trọng trường trên sao Hỏa. Biết khối lượng Sao Hỏa bằng \(10\% \) khối lượng Trái Đất và bán kính Sao Hỏa bằng \(0,53\) bán kính Trái Đất.
Trả lời bởi giáo viên
Từ đầu bài, ta có:
\(\left\{ \begin{array}{l}{M_{SH}} = 0,1{M_{T{\rm{D}}}}\\{R_{SH}} = 0,53{{\rm{R}}_{TD}}\end{array} \right.\) và gia tốc trọng trường trên mặt đất \(g = 9,8m/{s^2}\)
Áp dụng biểu thức tính gia tốc trọng trường ta có:
+ Gia tốc trọng trường trên mặt đất: \(g = G\frac{M_{T{\rm{D}}}}{{R_{T{\rm{D}}}^2}}{\rm{ }}\left( 1 \right)\)
+ Gia tốc trọng trường trên sao Hỏa: \({g_{SH}} = G\frac{{{M_{SH}}}}{{R_{SH}^2}}{\rm{ }}\left( 2 \right)\)
Lấy \(\frac{{\left( 1 \right)}}{{\left( 2 \right)}}\) ta được:
\(\begin{array}{l}\frac{g}{{{g_{SH}}}} = \frac{{{M_{T{\rm{D}}}}R_{SH}^2}}{{{M_{SH}}R_{T{\rm{D}}}^2}} = \frac{{{M_{T{\rm{D}}}}.0,{{53}^2}R_{T{\rm{D}}}^2}}{{0,1{M_{T{\rm{D}}}}.R_{T{\rm{D}}}^2}} = 2,809\\ \to {g_{SH}} = \frac{g}{{2,809}} = \frac{{9,8}}{{2,809}} = 3,49m/{s^2}\end{array}\)
Hướng dẫn giải:
Vận dụng biểu thức xác định gia tốc trọng trường (gia tốc rơi tự do): \(g = G\frac{M}{{{{\left( {R \pm h} \right)}^2}}}\)